桥梁施工裂缝的成因及防治对策研究

　　摘要：随着我国现代化建设的不断发展，桥梁的数量不断的增多。纵观桥梁的建设施工，不论是铁路桥梁、公路桥梁还是城市道路桥梁，最大、最常见的问题就是施工裂缝的存在问题。针对普遍的裂缝问题，主要分析了桥梁施工中存在的裂缝和出现的原因，提出了有效地预防和控制措施，对提高桥梁的施工质量提供了帮助。

　　关键词：桥梁,施工裂缝,原因,防治措施

　　1 引言

　　随着我国道路桥梁建设的不断发展以及道桥学科专业的深入应用和研究，桥梁的施工技术和工艺也得到飞跃发展，桥梁的施工质量都有很大的进步。纵观三十多年来桥梁建设中出现的问题，不论是城市道桥、铁路公路桥梁，施工中的裂缝是最常见、最难以避免的问题。不仅严重影响工程施工质量，严重的导致桥梁坍塌，严重危害了国家经济发展和人民生命安全。针对桥梁裂缝的问题探讨研究及预防、控制已成为桥梁建设者的重要研究工作。

　　2 桥梁施工裂缝的类型

　　目前，对桥梁施工裂缝的分类从受力角度上分为受力性裂缝和非受力性裂缝，结构语言上通常称作结构性和非结构性裂缝。相关统计资料表明，非结构性裂缝占有比例特别大，结构性裂缝的比例较小。非结构性裂缝是由于桥梁内部受温度、湿度、地基沉降等因素引起内部应力变化造成表面的开裂现象;结构性裂缝则是由于受荷载影响，桥梁设计强度不够即承载力不够大，而受力过大造成的结构性开裂。另外，还有因施工材料、施工工艺引起的裂缝。

　　对于各种裂缝，要从本质上把握其成因，才能有效的预防和控制。

　　3 桥梁施工裂缝的成因

　　3.1 非结构性裂缝

　　1)温差裂缝。桥梁施工中，混凝土具有热胀冷缩的特性，外界温度的变化对工程会产生直接的影响，温差过大时，混凝土表面和内部形成温度梯度造成表面应力超过混凝土的抗拉强度，内部和外部的变形不一致，产生温度裂缝。温度变化的主要因素有日照、温度骤降、水热化、养护不当造成忽冷忽热、地区年温差等。

　　(1)日照是由于太阳的照射，桥梁的阳面和阴面会产生温度差，混凝土热胀冷缩造成局部不规则导致应力增大，出现裂缝。(2)温度骤降。当冷空气来袭，突降大雨或者日落时，会造成桥梁表面温度骤降，但是内部温度变化缓慢造成内外温度差，产生不同应力造成裂缝。(3)水热化。水泥水化放热，当浇筑大体积混凝土时会导致内部温度过高，内外温差增大，膨胀变形程度不同，产生裂缝。(4)冬季施工措施不当或蒸汽养护不当造成混凝土骤冷骤热，内外产生温差，导致裂缝。(5)地区的年温差，也会造成裂缝的产生。

　　2)冻胀裂缝。当气温低于零度，并且混凝土吸水饱和时，混凝土会出现冰冻，水结冰，体积膨胀，导致混凝土膨胀，产生应力，而水结冰产生的渗透压力和应力重分布，导致了混凝土的强度降低，因此会出现裂缝。在冬季寒冷气候条件下，温度低于零度且混凝土吸水饱和才有可能发生冻胀破坏，因此此情况并不常见，而且规范规定不主张冬季施工。

　　3)收缩裂缝。施工中由于混凝土收缩而引起的裂缝是最常见的。引起收缩的主要原因是塑性收缩和干缩。混凝土养护一段时间后，随温度、湿度的变化，在表面产生的细微裂缝，无规律，主要影响外观质量和耐久性。塑性收缩裂缝主要发生浇筑后的4-5小时，水化反应导致水分急剧蒸发，在混凝土尚未硬化阶段而失水收缩。干缩裂缝则多发生在混凝土凝固过程中，混凝土中多余水分散发，表面和内部散发速度不同，产生表面和内部的不均匀收缩。表面受内部约束，致使表面混凝土承受拉力，当表面拉应力超过其抗拉强度时，产生裂缝。另外还有自生收缩和碳化收缩。水化反应会导致混凝土膨胀或者收缩的过程中与外界湿度无关，由此产生的收缩即为自生收缩;大气中的二氧化碳和水与水泥水化产物相互作用生成碳酸钙，会破坏混凝土内部的碱性环境，使钢筋保护层遭到破坏发生锈蚀，这样造成的收缩即为碳化收缩，湿度很大的情况下才会产生此收缩。

　　4)沉降裂缝。由地基基础出现不均匀沉降，或者出现水平位移时，产生的基础附加应力如果超过混凝土的抗拉强度，就会对结构造成整体性的大破坏，出现裂缝。主要原因是对基础下层的地质情况不明确;桥梁地基处在滑坡、断层区;地质差异大造成地基对其压缩性不同;自身的结构荷载差异，对不同部位造成的压缩程度不同;地质冻胀造成温度变化时的不均匀沉降。

　　3.2 结构性裂缝

　　由于本身的设计强度达不到要求，造成承载能力不够，受外荷载力过大引起的结构裂缝。它包括由外荷载引起的直接应力和次应力产生的裂缝。

　　1) 荷载引起的直接应力产生的裂缝。在施工中，没有考虑桥梁结构受力特点，随意堆放施工工具、材料，没有对结构做相关的受力试验，没有按施工图施工等。使用阶段时的超载、意外撞击、爆炸等不安全因素也会造成裂缝的产生。

　　2)局部的应力集中引起的裂缝，是在实际工程中最常见的结构性裂缝。比如施工中，结构不可避免要开孔、设置牛腿等，造成的应力突变，导致混凝土的开裂。在结构转角处或者结构形状突变处、受力钢筋弯折处都容易出现裂缝。

　　3.3 施工材料、工艺引起的裂缝

　　混凝土是主要工程材料，由水泥、砂、骨料、水搅拌而成，并添加一定量的外加剂混合而成。其质量好坏直接影响工程质量，受潮、过期都会导致强度达不到而开裂，含碱量过高会使骨料的性质改变，砂石的粒径大小不均会影响粘结力，影响混凝土强度。

　　施工工艺不当也会导致导致混凝土浇筑过程中各种裂缝的出现。混凝土保护层过厚、乱踩已绑扎的上层钢筋、模板搭建不合理、混凝土在浇筑没有充分的沉淀，浇筑过程中振捣不密实、不均匀、拆模过早导致混凝土强度不够，产生裂缝。

　　4 裂缝的防治措施

　　1)针对温差引起的裂缝要合理安排施工顺序和混凝土浇筑的速度，制定相关的消除温差的措施，例如夏季施工要勤洒水降温，冬季保养要覆盖草席。

　　2)冬季施工最常见冻胀裂缝，不可避免要在冬季施工，需要采取加热手段。如蒸汽加热养护、电器加热养护，添加防冻剂等方法，保证低温下混凝土正常硬化。

　　3)对于收缩裂缝，要做好地基基础、支架搭设;严格控制混凝土配合比、水灰比和水泥用量，对混凝土的原材料进行筛选，控制石子、砂子的级配和粒径，提高整体性能;保护层厚度要合理;做好养护工作，尤其是前期养护。

　　4)在施工中，针对结构性裂缝要考虑桥梁自身结构的受力特点，材料的堆放，按设计要求施工，同时还要做好结构的受力试验，尽量使用预应力结构。做好混凝土的养护工作，及时考虑开孔、凿槽、牛腿处的受力情况，加强养护。按程序进行支架、模具的拆除。

　　5 结束语

　　桥梁施工过程中的混凝土裂缝问题很多时候是可以控制和避免的，要加强预防和控制。工程质量好坏关系重大，通过上述分析研究，根据实际施工情况制定相应的预防和控制措施就能最大限度的保证施工质量。

　　参考文献：

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　　[2] 国家标准.《城市桥梁工程施工与质量验收规范》CJJ2-2008.

　　[3] 肖玉辉,沈立宏.混凝土桥梁病害成因分析及对策研究[J].中外公路，2004.

　　[4] 国家标准.《城市桥梁养护技术规范》CJJ99-2003

《桥梁施工裂缝的成因及防治对策研究》

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